INTRODUCCIÓN

ESPECTRO LUMINOSO, LUZ AZUL Y FOTOTOXICIDAD

ESPECTRO LUMINOSO Y NECESIDAD DE FILTRACIÓN

MEDIOS DE FILTRACIÓN EN EL OJO HUMANO

LENTES INTRAOCULARES: FOTOPROTECCIÓN FRENTE A FOTORRECEPCIÓN

OTROS POSIBLES EFECTOS RELACIONADOS CON LOS FILTROS

HECHOS CONOCIDOS Y DATOS A RECORDAR

BIBLIOGRAFÍA

Conceptualmente, sería deseable que las lentes intraoculares imitaran las funciones, propiedades ópticas y transmisión de luz del cristalino humano. Pero el cristalino es una estructura cambiante en relación con tales características y el deterioro de su función y calidad óptica es evidente a partir de los 50 años. Con la edad, también cambia su coloración debido a fenómenos de oxidación y su tonalidad amarilla aumenta la absorción de la luz en el rango de la luz azul.

En este capítulo nos interesa revisar los aspectos más relevantes de las lentes intraoculares con filtros selectivos.

La primera pregunta a plantearse sería la siguiente: ¿Por qué puede ser interesante bloquear ciertas longitudes de onda?

La adecuada filtración de la luz es esencial para una correcta visión central y se consigue de manera natural por los carotenoides retinianos. La luz visible de longitud de onda corta (400-500 nm), que incluye la luz violeta (400-440 nm) y la luz azul (440-500 nm), será motivo de nuestro interés. Los filtros más extendidos en lentes intraoculares bloquean tales longitudes de onda. El interés de incluir cromóforos que limiten el paso de la luz visible y la ultravioleta viene motivado por la hipótesis de que la fototoxicidad de la luz de tales longitudes de onda pudiera causar fototoxicidad o acelerar el desarrollo de degeneración macular asociada a la edad (DMAE) (1).

El cristalino ofrece un buen bloqueo de la radiación ultravioleta (longitudes de onda entre 300 y 400 nm) y puede proteger la retina de una fuente potencial de daño fotoquímico (2). Es un hecho conocido desde hace más de 40 años y es habitual desde mediados de los 80 que las lentes intraoculares incluyan filtro para tal longitud de onda (3).

Por tales motivos (mejorar la calidad de visión, evitar la fototoxicidad e intentar prevenir los cambios degenerativos sobre la retina), se postuló el posible beneficio que pudieran proporcionar las lentes intraoculares con filtros para determinados rangos del espectro de luz visible (violeta, azul) y, por supuesto, para la luz ultravioleta. Bloquear longitudes de onda en el rango de los ultravioletas es, hoy, de sentido común dado sus riesgos potenciales. Bloquear otros rangos de longitud de onda, especialmente en el rango de luz visible, pudiera ser también razonable si existiera una relación clara de causalidad entre las longitudes de onda bloqueadas y determinadas enfermedades oculares y si tales filtros no comprometieran la calidad de visión. Siempre, la búsqueda del equilibrio entre la fotoprotección retinina y el compromiso sobre la fotorrecepción que pudieran suponer los filtros que atenúan el paso de determinadas longitudes de onda.

Las estructuras oculares trasmiten las longitudes de onda mayores de 300 nm; por tal motivo, corresponde al cristalino absorber la radiación ultravioleta, haciéndolo de manera edad-dependiente (aumenta con la edad). Como hemos comentado, hace ya muchos años que las lentes intraoculares incluyen filtro ultravioleta para evitar la exposición retiniana a tal longitud de onda.

Algunos aspectos previos a tener en cuenta serían los siguientes:

1. La aberración cromática. Las longitudes de onda verdes (520-570 nm) están enfocadas en el plano foveal mientras que las longitudes azules están miópicamente desenfocadas; por ello, la luz azul pudiera favorecer el desarrollo de una imagen distorsionada.

2. Scattering luminoso. Este fenómeno puede generarse tanto en la córnea como en el cristalino, donde puede localizarse un 30% de dicho fenómeno, como en la retina, de manera decreciente desde la fóvea a la periferia. Especialmente el scattering de Rayleigh (producido al incidir la luz en partículas inferiores a la longitud de onda de la luz) es mayor en longitudes de onda corta, ya que el grado de scattering supone un cuarto del poder de dicha longitud de onda. Por lo tanto, el scattering más evidente es el relacionado con la luz azul dentro del espectro visible.

3. Teoría fototóxica. Es la teoría que presupone que la luz puede favorecer, a través de diferentes mecanismos, fototoxicidad sobre la retina y daño retiniano tras exposición, especialmente relacionada con determinados rangos de longitud de onda, a la misma. La fototoxicidad estaría relacionada con el desarrollo de algunas enfermedades como la DMAE. El efecto de la luz sería acumulativo: mayor riesgo a mayor exposición a lo largo de la vida. También es necesario advertir que existen otros factores genéticos y ambientales que pudieran condicionar la susceptibilidad personal al desarrollo de tales enfermedades.

El espectro luminoso visible más el ultravioleta, comprendiendo longitudes de onda entre 200-780 nm, únicamente representan una pequeña proporción del espectro electromagnético total (Fig. 1). Esto incluye la radiación ultravioleta, la luz visible (400-780) y una mínima parte de la radiación infrarroja. La luz puede dañar la retina a través de mecanismos fotomecánicos, fototérmicos o fotoquímicos (4).

Revisaremos el espectro luminoso en el rango de las luces ultravioleta y azul y su efecto sobre las estructuras oculares:

1. Luz ultravioleta (longitud de onda menor de 400 nm). La exposición a radiación ultravioleta está asociada a daño de las superficies externas del ojo (párpados, córnea y conjuntiva) y puede ser responsable del desarrollo de cataratas e, incluso, enfermedades retinianas como la DMAE, aunque esta última afirmación está menos demostrada. La mayoría de las lentes intraoculares bloquean radiaciones UV-B (280-313 nm), longitud de onda que se cree responsable de algunas patologías oculares, y UV-C (200-280 nm), longitud de onda que habitualmente es absorbida por la atmósfera. Hay más variabilidad en la filtración que pueden ofrecer las diferentes lentes a los UV-A (315-400 nm).⁵ Prácticamente todas las lentes intraoculares en uso clínico ofrecen este tipo de filtro, desde que su uso fue sugerido por Mainster (3).

2. Luz violeta (400-440 nm). El sentido de utilizar filtros de luz violeta sería la reducción del estrés oxidativo en la retina, responsable del daño celular (6). B+L comercializó lentes intraoculares que ofrecían tal posibilidad pero no ha sido una tendencia seguida por otros fabricantes ni demandada por los profesionales.

3. Luz azul (440-500 nm). Las lentes que bloqueaban el paso de luz azul fueron desarrolladas en los años 90 con el argumento de poder proteger la retina del estrés oxidativo y prevenir el posible desarrollo de DMAE. Los críticos con tal tipo de filtro argumentan que pueden alterar el ritmo circadiano, la visión del color y reducir la sensibilidad al contraste escotópica. Parece no existir ningún estudio concluyente en ninguno de los dos sentidos: ni asegurar protección con filtros para el desarrollo de enfermedades, ni afirmar alteración ritmo circadiano y compromiso visual con ellos (7,8). Alcon, Hoya y Croma trabajan con lentes con este tipo de filtros

La córnea bloquea el paso de la luz de longitud de onda inferior a 300 nm (9). El cristalino evita el paso de la luz ultravioleta (300-400 nm) y su capacidad de bloquear tal transmisión aumenta con la edad, debido a su pigmentación progresiva con el envejecimiento (Fig. 2) (9,10). El papel que pudieran jugar el reborde orbitario, las cejas y los párpados no debería ser tampoco desdeñado.

En general, la catarata supone la pérdida de transparencia del cristalino y compromete su capacidad de acomodación. La implantación de una lente intraocular durante la cirugía de catarata rehabilita desde un punto de vista óptico-refractivo pero no proporciona la capacidad de filtración lumínica propia del cristalino natural. La quimera que hoy compromete nuestro ejercicio profesional es el poder disponer de una lente intraocular que mimetice las propiedades óptico-refractivas, acomodativas y de filtración lumínica propias del cristalino humano.

La prevención del desarrollo de enfermedades retinianas a través de la protección de la posible toxicidad implícita de determinadas longitudes de onda del espectro de la luz es el principal motivo para decidir desarrollar lentes intraoculares filtradas. Existe consenso en la necesidad de filtrar la luz ultravioleta y hoy todas las lentes incorporan tal tipo de filtros (3). Sin embargo, la filtración de otras longitudes de onda (violeta y azul) con filtros específicos, siendo de gran interés conceptual, no deja de ser controvertido y motivo aún de debate. Se ha argumentado que este tipo de filtros pudieran alterar el ritmo circadiano, la visión del color y reducir la sensibilidad al contraste escotópica (6).

Las lentes estándar con filtro únicamente UV absorben longitudes de onda hasta 420 nm (espectro ultravioleta). Las lentes con cromóforos amarillos no bloquean toda la luz azul a lo largo del espectro; absorben parte del espectro generando una transmisión similar a la del cristalino de un adulto de 50 años. Si bloquearan toda la luz azul provocarían dificultades en visión nocturna ya que la sensibilidad de los bastones es máxima para longitudes de onda próximas a 500 nm. Las lentes con filtros específicos aumentan su rango de filtración gracias a cromóforos que bloquean longitudes de onda comprendidas entre 400 y 500 nm (luz violeta y azul). Así, podemos diferenciar lentes intraoculares que incluyen diferentes filtros:

1. Filtro para la luz azul. Bloquean el rango de luz comprendido entre 440 y 500 nm. Entre este tipo de lentes, AcrySof (Fig. 3) filtraría el 94% de la luz azul a 400 nm, el 53% a 450 nm y el 31% a 475nm.

2. Filtro para luz violeta. Bausch&Lomb introdujo filtros para luz violeta en algunos de sus modelos (SoftPort y otros) que reducen el 99,5% a 400 nm, el 11,2% a 450 nm y el 9,2% a 475 nm.

¿Es posible asegurar que este tipo de filtros proporcionan fotoprotección?

Los cromóforos incorporados a las lentes intraoculares han demostrado reducir el daño fototóxico agudo retiniano relacionado con la exposición a luz violeta en cultivos celulares y en animales de experimentación (11,12)

Hoy podemos afirmar que tales filtros bloquean el paso de determinadas longitudes de onda y es fácil deducir que existirá menor exposición de las células retinianas. Lo complejo es demostrar que tal filtración suponga fotoprotección y disminución de riesgo para desarrollar DMAE, especialmente debido a que tal efecto beneficioso es difícilmente demostrable en el corto plazo. Incluso hay ensayos clínicos randomizados que pretenden ir más allá y demostrar el efecto que pudieran tener tales filtros sobre la mortalidad, la incidencia de enfermedades cardio-vasculares y accidentes vasculares cerebrales, el cáncer y la DMAE (13).

LA DMAE es una enfermedad compleja y multifactorial donde la genética, la epigenética, la nutrición y la exposición al tabaco están implicados al igual que la exposición a la luz. La exposición acumulativa a la luz para un determinado individuo a lo largo de su vida, tanto en tiempo como a diferentes longitudes de onda, es difícil de constatar. Y su relación con el desarrollo de DMAE no es consistente ni en estudios poblacionales (14,15) ni en estudios caso-control (16,17).

Experimentalmente existen evidencias del daño fotoquímico que la luz azul pudiera provocar sobre el epitelio pigmentario retiniano; este daño es mayor en presencia de lipofucsina, un material de depósito sobre áreas específicas de la retina que aumenta con la edad. El fluoróforo A2E, presente en la lipofucsina del epitelio pigmentario retiniano puede favorecer la apoptosis celular al ser expuesto a luz azul, no observándose el mismo efecto al ser expuesto a luz verde (18,19,20).

Parecería razonable pensar un aumento en la transmisión de la luz tras cirugía de cataratas en las que se implanta una lente intraocular sin capacidad para la filtración de la luz azul y que dicho aumento de transmisión pudiera explicar, al menos parcialmente, un mayor riesgo sobre la posibilidad de desarrollar patología macular. De hecho, existe un estudio in vitro en el que la interposición de una lente con filtro para luz azul disminuye la mortalidad celular en un 50% en cultivos celulares de epitelio pigmentario (11).

El aumento del riesgo de desarrollar DMAE tras cirugía de catarata también ha sido sugerido por diferentes autores (21,22,23,24), aunque esta relación pudiera ser confusa y enmascarada por el hecho de que algunas cirugías hubieran podido ser practicadas por pérdida de visión por DMAE que no hubiera sido suficientemente bien evaluada antes de la cirugía de catarata, como bien apunta Mainster (6). De hecho, en el estudio AREDS, que explícitamente monitorizaba sobre el estado macular en relación con DMAE antes de la cirugía de cataratas, no se encuentra relación entre cirugía de catarata y desarrollo de DMAE (25,26).

En un ensayo reciente (27), se han estudiado cambios en autofluorescencia del fondo de ojo a los dos años de la implantación de lentes intraoculares con filtro amarillo (n=52) y sin filtro amarillo (n=79), tras cirugía de catarata. En el grupo de las lentes con filtro amarillo no se observaron cambios en la autofluorescencia en ninguno de los casos; por el contrario, en el grupo de pacientes implantados con lentes sin filtro amarillo, el 15,2% de los ojos presentaron cambios en la autofluorescencia y la incidencia de DMAE era mayor en este grupo.

De existir una correlación entre la cirugía de catarata y el desarrollo de DMAE, esta pudiera estar favorecida tanto por la exposición a la luz diurna como por factores como el trauma quirúrgico, la inflamación y la exposición a la luz del microscopio sobre máculas probablemente ya susceptibles (22).

También hay estudios con resultados contrapuestos. En términos de fotoproteccion no existe ningún estudio con nivel de evidencia 2b o mejor que justifique el uso de lentes con filtro azul. En general, la calidad de la evidencia para la selección de lentes intraoculares en función de sus propiedades de transmisión es insuficiente; por ello, la decisión del cirujano, hoy, debe basarse más en la intuición que en la evidencia.

Aarnisalo demostró que filtrar las luces azul y violeta pudieran reducir la sensibilidad escotópica (28). La luz azul proporciona el 7% de la sensibilidad fotópica y el 35% de la escotópica; la violeta sólo el 1% de la fotópica y el 10% de la escotópica (6). Y además, hay diferencias en tal bloqueo en relación con las dioptrías de la lente intraocular; así, una lente de 20 dioptrías bloquea el 14% de la sensibilidad escotópica y una de 30 el 21% (6). Aceptando que el filtro para luz azul puede filtrar hasta el 20-30% de la luz azul entre 440-500 nm existe tendencia a pensar que dichas lentes pudieran ejercer un efecto perjudicial a la hora de ver en la oscuridad. Por otro lado, la literatura concluye que este efecto no es clínicamente significativo debido a que el rango azul supone una baja proporción de todo el espectro visible y debido a que no influyen en la visión central mediada por conos más que en un 7%.

La pregunta que nos debemos plantear es si esa pérdida de sensibilidad escotópica pudiera comprometer la función visual normal.

Lavric (29) estudia, en un ensayo randomizado con nivel de evidencia 3b, las diferencias en agudeza visual, visión de color, sensibilidad al contraste, grosor y volumen macular a los 2 años en un grupo de 30 pacientes (60 ojos) implantados con lente con filtro UV en un ojo y con filtro para luz azul en el ojo contralateral. Concluye que no hay diferencias significativas entre ambos tipos de lente.

Miyata (30) compara la cianopsia en pacientes implantados con lentes con filtro UV y lentes con filtro azul. A pesar de que la cianopsia ocurre más frecuentemente en pacientes implantados con lentes con filtro UV en el primer mes postoperatorio, dicha diferencia no se mantiene a los 3 meses.

Respecto a la visión del color, Mester (31) no encuentra diferencias entre las lentes con filtro UV y lentes con filtro para luz azul. Muftuoglu (32) compara 38 ojos de pacientes operados con lente con filtro UV y otros 38 con lentes con filtro azul estudiando la sensibilidad al contraste escotópica y la visión de color azul-verde sin encontrar diferencias estadísticamente significativas entre ambas.

Kara Jr (33) compara 30 ojos implantados con lente filtrada UV y otros 30 con lente amarilla con filtro para luz azul sin encontrar diferencias estadísticamente significativas respecto a sensibilidad a contraste y visión en color. Tampoco encuentra diferencia respecto a OCT macular realizada cinco años tras la intervención.

Y también es necesario recordar que hay cambios en la fotorrecepción relacionados con:

1. La edad. Los problemas de adaptación a los cambios de luz y una peor visión nocturna son hechos bien conocidos de la senectud y que pueden limitar algunas actividades, como la conducción nocturna, a tales edades (34,35,36).

2. Y enfermedades como la retinopatía diabética y la DMAE (37,38,39). Estas patologías asocian compromiso de la fotorrecepción por alteración de las células retinianas implicadas en tales procesos en fases avanzadas de tales enfermedades.

¿Puede ser cierto que los filtros para luz azul también alteren el ritmo circadiano, el estado de ánimo, la visión del color y reducir la sensibilidad retiniana en determinadas longitudes de onda?

La fotobiología es una ciencia bien reconocida. Los efectos de la luz sobre múltiples aspectos de nuestra vida cotidiana e, incluso, sobre nuestro comportamiento son hechos bien conocidos.

1. Ritmo circadiano. El efecto de los filtros en nuestro ritmo circadiano han sido también motivo de atención. Y reconocida la importancia de la sensibilidad a la luz azul de la melanopsina, uno de los pigmentos presentes en las células ganglionares retinianas que pueden favorecer o inhibir la secreción de melatonina por parte de la glándula pineal a través de la vía retinohipotalámica (40,41,42,43). La luz azul sería crítica en el metabolismo de la melanopsina y en su influencia sobre los ritmos circadianos y los efectos sistémicos de la melatonina endógena (44). En condiciones fotópicas la secreción de melatonina es inhibida, se incrementa la temperatura corporal y aumenta la situación de alerta (45,46). En visión escotópica, se segregará melatonina, la temperatura baja y nos preparamos para el sueño (47). Como podemos observar, la melatonina endógena es importante en el mantenimiento del ritmo circadiano y en la homeostasis general, controlando bien la formación o bien la acción de los radicales libres junto a otros antioxidantes. Y su efecto beneficioso sobre la salud humana se podría hacer extensiva a su posible capacidad antiinflamatoria e incluso anticancerosa, a través de diferentes mecanismos (48,49).

2. Estado de ánimo. La alteración del ritmo circadiano pues ser causa de depresión (50,51). Dilucidar si la implantación de una lente con filtro para luz azul puede alterar el ritmo circadiano y este alterar el estado de ánimo parece una labor más compleja.

3. Visión del color. Aunque ha sido publicado algún caso que ha requerido el recambio de una lente con filtro amarillo para luz azul por disparidad con la recepción del ojo contralateral implantado con lente sin tal tipo de filtro (52), en la práctica tal situación ha resultado clínicamente irrelevante. Las discrepancias en la recepción del color entre ojos son relativamente frecuentes cuando un paciente compara su ojo operado con una lente con filtro para luz azul con el ojo contralateral con su cristalino natural o con una lente diferente; tales discrepancias son menos evidentes a los pocos meses de la cirugía por un proceso que debemos entender de neuroadaptación. La recepción de los fotorreceptores y el procesamiento neural acaban adaptándose respecto a la percepción del color y los cambios de iluminación.

4. Reducción de sensibilidad a determinadas longitudes de onda o iluminación. Determinadas longitudes de onda pueden excitar diferentes fotorreceptores y las condiciones de iluminación pudieran ser claves. En condiciones escotópicas, son los bastones los responsables de mantener la función visual y la percepción de colores está claramente comprometida. En condiciones fotópicas, los diferentes tipos de conos son responsables de la percepción visual y de la percepción cromática. Si una lente intraocular con filtro para luz azul comprometiera la sensibilidad retiniana sería necesario discernir en qué casos, pacientes seniles o con patologías asociadas, esta circunstancia pudiera no ser deseable